5.1交变电流— 人教版高中物理选修3-2课件

5.1交变电流 第五章 交变电流 正电荷定向移动形成的。 恒定电流： 直流电： 大小和方向都不随时间变化的电流 方向不随时间变化的电流，大小可能变化的电流 同学们来回顾一下，电流是怎样形成的？ 我们之前所学的电流都是什么电流？ 今天我们来学习另外一种新的电流，叫交变流电。那什么是交变流电呢？它是如何产生的？ 一、交流发电机的基本结构 交流发电机发电的原理图 电站的发电机 定子、转子、旋转电枢（磁极） 缓慢转动线圈时，电流计指针在左右摇摆，线圈每转一周，指针左右摆动一次，说明电流方向改变两次． 1．交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流 2．产生方法：闭合的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生交流 下列表示交变电流的是（ ） i i t t i t (A) (B) (C) (D) 0 0 0 0 t (E) 0 t e u 判断交变电流关键是看电流方向是否做周期性变化，而不是看电流的大小． CE 二、交流电流的产生过程 线框在匀强磁场中垂直于磁场的轴匀速转动产生感应电动势 (甲) 特点: B⊥S， Φ最大，E=0 , I=0 中性面，但是没有导体棒切割磁感线，所以电动势为0。 没有导体棒切割磁感应线 中性面：线圈与磁场垂直的面叫做中性面，即B⊥S 特点:B∥S，φ=0，E最大，I最大，感应电流方向a到b a（b）、d（c）边导体棒垂直切割磁感应线 (乙) 注：线圈每经过中性面一次，线圈中感应电流就要改变一次方向。线圈每转一周，感应电流方向改变两次。 如图，正方形线框边长L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度 匀速转动，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O． 1、线圈转动一周，电流方向改变多少次？ 2、线圈转到什么位置时磁通量最大？这时感应电动势是最大还是最小？ 3、线圈转到什么位置时磁通量最小？这时感应电动势是最大还是最小？ 回答问题： 4、试推导感应电动势大小的变化规律公式。 教师强调指出：线圈的中性面． 1．中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面． （1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化 率为零（ ab和cd边都不切割磁感线），线圈中的电动势为零． （2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次． 三．交变电流的变化规律 e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值）． 以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线 ） 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时． （1）电动势按正弦规律变化 （2）电流按正弦规律变化 （3）电路上的电压按正弦规律变化 电流　　　　　　 通过R时： 四、正弦交变电流的图象 e o Em T/4 2T/4 3T/4 T π/2 π 3π/2 2π ωt t a b c d K L A B a b c d K L A B a b c d k L A B a b c d k L A B a b c d k L A B 　交流电的图像 从中性面开始计时！ 若垂直中性面位置（ S//B ）开始计时：     T 思考：若线框从垂直中性面开始计时，在t时刻线圈中的感应电动势？并画出图象。 e=nBsωcosωt=Emcosωt t ωt T 3T/4 T/2 T/4 O 3π/2 π π/2 2π e Em 图示 特点 B⊥S，Φ=BS最大， 最小，没有边切割磁感应线, 感应电流I=0，中性面，方向改变，从中性面开始计时。 B∥S，φ=0， 最大，I最大，感应电流最大，两条边切割磁感线。与性面垂直的位置开始计时。 图像 从中性面开始计时 从垂直中性面开始计时 表达式 １、交变电流：　　　　和　 　　都随时间做 的电流叫做交变电流．电压和电流随时间按　　　　　　变化的交流电叫正弦交流电． ２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生　　　　　　　． ３、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做　　　　．线圈平面每经过　 　 中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变　　　　． 大小 方向 周期性变化 正弦规律 感应电流 中性面 两次 知识巩固 ４、线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为　　　　　　　 　 ．若线圈电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为　　　　　　　　． 0 Em